电火花线切割技术论文
电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WEDM)也叫数控线切割加工，它是在电火花成型加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，学习啦小编为大家整理的电火花线切割技术论文，希望你们喜欢。
电火花线切割技术论文篇一
浅析电火花线切割一般工艺
摘 要：电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WEDM)也叫数控线切割加工，它是在电火花成型加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，电火花线切割加工自诞生以来，获得了极其快速的发展，已逐步成为一种高精度高自动化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、难加工材料及精密复杂零件的加工等方面获得了广泛的应用。通过对电火花线切割加工的工艺浅析，提出一般工艺处理与编排，从而指导初学者实际加工过程，可使学者提高生产效率和零件表面加工质量。质量得到较大幅度的提高。
关键词：电花线切割加工;工艺分析;工艺编排
中图分类号：TG484 文献标识码：A
引言
电加工全称为电火花加工(Electrical Discharge Machining，EDM)属于特种加工的方法之一，该项技术的研究始于20世纪中期，线切割放电机于1960年发明于苏联。电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WEDM)也叫数控线切割加工，它是在电火花成型加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，电火花线切割加工自诞生以来，获得了极其快速的发展，已逐步成为一种高精度高自动化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、难加工材料及精密复杂零件的加工等方面获得了广泛的应用。
1 电火花线切割加工原理简介
数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)作为工具线电极(负电极)，被切割的工件为工件电极(作为正电极)，在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下(工作台)相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。
2 电火花线切割加工的工艺的选择
电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。在一定的设备条件下，合理制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节之一。数控电火花线切割加工，一般作为工件加工的最后一道工序，要使工件达到图样要求的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等应合理控制线切割加工的各种工艺参数，同时安排好零件的工艺路线及加工前的准备工作。
2.1 加工路线的选择
对于电火花线切割加工，在选择加工路线时应尽量保持工件或毛坯的结构刚性，以免因工件强度下降或材料内部应力的释放而引起变形，具体应注意以下几点：
1)切割凸模类工件应尽量避免从工件端面由外向里进刀，最好从坯件预制的穿丝孔开始加工。
(a) 可以 (b) 较好 (c) 最好
2)加工路线应向远离工件夹具的方向进行，即将工件与其装夹部位分离的部分安排在切割路线的末端。若以O―A―D―C―B―A―O路线切割，则加工至D点处工件的刚度就降低了，容易产生变形而影响加工精度，若以O―A―B―C―D―A―O为加工路线，则整个加工过程中工件的刚度保持较好，工件变形小，加工精度高，则无论顺逆切割，工件变形都较大，加工精度也低。
(a) (b)
3)在一块毛坯上要切出两个以上工件时，为减小变形应从不同的穿丝孔开始加工。
(a)从同一个穿丝孔加工 (b)从不同穿丝孔加工
4)加工轨迹与毛坯边缘距离应大于5mm，以防因工件的结构强度差而发生变形。
5)避免沿工件端面切割，这样放电时电极丝单向受电火花冲击力，使电极丝运行不稳定，难以保证尺寸和表面精度。
2.2 穿丝孔位置的确定
穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，故也称程序原点。
1)穿丝孔应选在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置。
2)切割凹模等零件的内表面时，一般穿丝孔位置也是加工基准，其位置还必须考虑运算和编程的方便，通常设置在工件对称中心较为方便，但切入行程较长，不适合大型工件采用。此时，为缩短切入行程，穿丝孔应设置在靠近加工轨迹的已知坐标点上，
3)在加工大型工件时，还应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝，再切入断丝点。
4)在切割凸模需要设置穿丝孔时，其位置可选在加工轨迹的拐角附近以简化编程。
2.3 切入点位置的确定
由于线切割加工经常是封闭轮廓切割，所以切入点一般也是切出点。受加工过程中存在各种工艺因素的影响，电极丝返回到起点时必然存在重复位置误差，造成加工痕迹，使精度和外观质量下降。为了避免或减少加工痕迹，切入点应按下述原则选定：
(1) 被切割工件各表面的粗糙度要求不同时，应在粗糙度要求较低的面上选择起点。
(2) 工件各面的粗糙度要求相同时，则尽量在截面图形的相交点上选择起点。当图形上有若干个相交点时，尽量选择相交角较小的交点作为起点。当各交角相同时，起点的优先选择顺序是：直线与直线的交点、直线与圆弧的交点、圆弧与圆弧的交点。
(3) 对于工件各切割面既无技术要求的差异又没有形面的交点的工件，切入点尽量选择在便于钳工修复的位置上。例如，外轮廓的平面、半径大的弧面，要避免选择在凹入部分的平面或圆弧上。
另外，工件切入处应干净，尤其对热处理工件，切入处要去除积盐及氧化皮以保证导电。
2.4 脉冲参数的选择
脉冲参数主要包括脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流等电参数。在电火花线切割加工中，提高脉冲频率或增加单个脉冲的能量都能提高生产率，但工件加工表面的粗糙度和电极丝损耗也随之增大。因此，应综合考虑各参数对加工的影响，合理地选择脉冲参数，在保证工件加工精度的前提下，提高生产率，降低加工成本。
1) 脉冲宽度
脉冲宽度是指脉冲电流的持续时间，与放电能量成正比，在其他加工条件相同的情况下，脉冲宽度越宽切割速度就越高，此时加工较稳定，但放电间隙大，表面粗糙度大。相反脉冲宽度越小，加工出的工件表面质量就越好，但切割效率就会下降。
2)脉冲间隔
脉冲间隔是指脉冲电流的停歇时间，与放电能量成反比，其他条件不变，脉冲间隔越大，相当于降低了脉冲频率增加的单位时间内的放电次数，使切割速度下降，但有利于排除电蚀物，提高加工的稳定性。当脉冲间隔减小到一定程度之后，电蚀物不能及时排除，放电间隙的绝缘强度来不及恢复，破坏了加工的稳定性，使切割效率下降。
3)峰值电流
峰值电流是指放电电流的最大值。峰值电流对切割速度的影响也就是单个脉冲能量对加工速度的影响，它和脉冲宽度对切割速度和表面粗糙度的影响相似，但程度更大些，放电电流过大，电极丝的损耗也随之增大易造成断丝。
以上只是这些参数的基本选择方法，此外它与工件材料、工件厚度、进给速度、走丝速度及加工环境等都有着密切的关系，需在实际加工过程中多加探索才能达到比较满意的效果。
2.5 补偿量的确定
由于线切割加工是一种非接触性加工，受电极丝与火花放电间隙的影响，实际切割后工件的尺寸与工件所要求的尺寸不一致。为此编程时就要对原工件尺寸进行偏置，利用数控系统的线径补偿功能，使电极丝实际运行的轨迹与原工件轮廓偏移一定距离，这个距离即称为单边补偿量F(或偏置量)。偏移的方向视电极丝的运动方向而定，分左偏与右偏两种，编程时分别用G代码G41和G42表示。补偿量的计算公式为：
F= d /2+δ
式中：d――电极丝直径;
δ――单边放电间隙，通常δ取0.01～0.02mm。
(a)无补偿切割 (b) 带补偿切割
若当加工工件要求留有加工余量时，则补偿量的计算公式为：
F = d/2 +δ+t
式中：t――工件的后续加工余量。
另外，在进行要求有配合间隙的冲裁模加工时，通过调整不同的补偿量，可一次编程实现凸模、凹模、凸模固定板及卸料板等模具组件的加工，节省编程时间。
参考文献
[1]陈前亮.数控线切割操作工机能鉴定考核培训教程[M].北京：机械工业出版社,2006.
[2]任海滨.微细电火花线切割加工工艺规律研究[D].黑龙江：哈尔滨工业大学，2006.
电火花线切割技术论文篇二
数控电火花线切割机在机械生产中运用探究
摘要：数控电火花线切割机加工在机械中运用为中心话题，主要探讨分析了电火花线切割机种类、加工原理、加工工艺，以及电火花线切割机在机械生产中常出现的问题及处理措施。将理论研究与实际运用有机的结合起来，希望能够引起人们对电火花线切割加工的进一步关注，能够对机械生产的实际工作发挥指导作用。
关键词：数控电火花线切割 加工原理 加工工艺
中图分类号：TG484 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2013)10-0232-02
电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM)它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局部、瞬间的高温将金属腐蚀除下来。随着机械制造的发展和进步，电火花线切割加工在机械生产中的应用越来越广泛，并日益发挥它的重要作用，对机械生产产生重要的影响。
1 电火花线切割机的种类
1.1 按加工轨迹的控制方法分类
电火花线切割机的种类按加工轨迹的控制方法不同可以分为靠仿形电火花线切割机、光电跟踪电火花线切割机及数控电火花线切割机三大类。
1.2 按电极丝移动方式分类
电火花线切割机的种类按电极丝移动方式不同可以分为高速走丝电火花线切割机、低速走丝电火花线切割机和自旋式电火花线切割机三种。
2 电火花线切割机加工原理
数控电火花线切割加工原理是基于电极之间脉冲放电时的电腐蚀现象。电极丝与脉冲电源的负极相接，工件与脉冲电源的正极相接;两极在绝缘液体中介相互靠近时，由于两极的微观表面不平整，使得电场分布不均匀，离电极得最近处的电场强度最高，导致电极间介质被击穿;自由离子和电子在场中积累，很快形成被电离的放电通道;在电场的作用下，通道内的电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，就形成火花放电;离子和电子在电场的作用下高速运动时相互碰撞，阴极和阳极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温，通道中心温度达到10000℃以上，两极金属材料的表面局部瞬间被熔化;同时，由于熔化材料和介质的汽化形成气泡，并且它的压力规则上升到非常高;然后电流中断，温度突然降低，从而引起气泡内爆炸，产生的动力把熔化的物质抛出蚀坑，被腐蚀的材料在工作液介质中重新凝结小球体，并被工作液介质排走。
3 数控电火花线切割加工工艺
数控电火花切割机加工的工艺路线，可以大致分为如下四个步骤：
(1)对工件图样进行审核及分析，并估算加工工时。
(2)工艺准备，包括机床调整、工作液的选配，电极丝的选择及校正，工件的准备等。
(3)加工参数选择，包括脉冲参数走丝速度及进给速度设置与调整。
(4)程序编制及程序输入。电火花线切割加工完成以后，需根据加工要求进行表面处理，并检验其加工质量。
4 数控电火花线切割加工在机械生产中常出现的问题及处理措施
经常使用数控电火花线切割加工的同志都知道数控电火花线切割加工在机械生产的过程中经常出现不同的问题，笔者就电火花线切割加工经常出现的断丝问题简单探究分析。
电火花切割机断丝的原因及处理：线切割机断丝是电火花线切割操作员必经的事，断丝以后大大增加了操作人员的工作量，严重的导致产品报废。
断丝现象原因排除方法：有规律的断丝大多是在一边或两边丝筒换向时未及时切断高频电源，因温度过高而烧断钼丝.调整接近开关，如无果!则需检修电路部分，要保证先关高频后换向。
下面探究几种常见的断丝原因及处理方法：
4.1 切割机空转时断丝
问题：(1)电极丝卡在导电块槽中;(2)丝筒转动不灵活;(3)钼丝排列时叠丝。
解决：(1)调整或更换导电块位置。(2)检查丝筒夹缝中是否进入异物;(3)检查钼丝是否在导轮槽中，调整排丝轮的位置，保证排丝均匀，检查丝筒轴线是否与线架相垂直。
4.2 切割加工开始时断丝
问题：(1)加工时设置加工电流太大，切割进给不稳定;(2)钼丝加工时抖动过厉害;(3)加工工件表面毛刺较多或有不导电氧化皮存在表面等。
解决：(1)调整加工电流参数，适当减小加工电流值;(2)检查走丝系统部分，如导轮槽、轴承、丝筒是否有异常跳动;(3)去除工件毛刺、表面氧化层等。
4.3 切割加工过程中断丝
问题：(1)选择加工电流参数设置不合适，加工电流过大;(2)导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕造成接触不良;(3)工作液使用不当或错误使用其他机床的乳化液，使用乳化液太稀太脏或使用时间太久;(4)钼丝产生氧化质量差或上丝时用不恰当工具紧丝，使钼丝产生损伤;(5)进给调节不当，忽快忽慢，开路短路频繁;(6)切割厚件时，间歇过小或使用不适合切厚件工作液。
解决：(1)减少功率管个数，或将间歇档调大;(2)更换新的导电块或将导电块移个位置;(3)使用线切割专用工作液;(4)更换钼丝，使用上丝轮紧丝;(5)提高操作水平;(6)增大占空比并使用适合厚件切割的工作液。
4.4 工件加工接近切完时断丝
问题：加工工件材料因受力变形夹断钼丝;工件完成落料时， 把钼丝挤断了。
解决：选择设计合理的切割路线和材料及热处理工艺，把工件变形量减少到最小，加工块完成时，用磁铁吸住工件或用工具托住工件不致下落。
5 结语
总而言之，数控电火花线切割加工与其他加工技术相比而言，电火花线切割加工具有显著的特点和优势，在机械生产中的地位和作用越来越凸显(尤其是模具加工行业)。今后在机械生产中，我们需要进一步加强对电火花线切割加工的研究、开发和推广，使其在机械加工中得到更好的利用，发挥更大的作用。
参考文献
[1]李明辉，杨晓欣.《数控电火花线切割加工工艺及应用》[M].国防工业出版社，2010.8.
[2]张学仁.《数控电火花线切割加工技术》[M].哈尔滨工业大学出版社，2004.1.
[3]郭永丰，白基成，张学仁.《电火花及线切割加工》[M].哈尔滨工业大学出版社，2008.9.
[4]伍端阳.《数控电火花线切割加工引言技术问答》[M].机械工业出版社，2008.5.
[5]张贻摇.《数控技术技能训练》[M].北京理工大学出版社，2011.3.
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